Chapitre 07 · Sujet 2 sur 6
Choisir la protection : Ib ≤ In ≤ Iz
La règle qui relie le courant du circuit, le calibre de la protection et le courant admissible du câble, avec les corrections liées au mode de pose et le cas particulier des fusibles gG.
Niveau 1
L'essentiel
- Trois courants à comparer : Ib (courant d'emploi du circuit), In (calibre de la protection), Iz (courant que le câble supporte sans surchauffer).
- La règle : Ib ≤ In ≤ Iz. La protection laisse passer le courant normal, mais coupe avant que le câble ne surchauffe.
- La protection protège d'abord le câble, pas l'appareil branché.
- Iz dépend de la section, du métal, de l'isolant, de la façon de poser le câble et de la température.
- On ne remplace jamais un disjoncteur qui « saute » par un calibre plus élevé sans vérifier le câble.
Comprendre
Les trois courants
- Ib : ce que le circuit consomme réellement (le courant d'emploi).
- In : le calibre écrit sur le disjoncteur ou le fusible (10 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A…).
- Iz : le courant que le câble peut transporter en permanence sans que son isolant dépasse sa température maximale. On le lit dans un tableau, selon la section et la pose.
Pourquoi Ib ≤ In ?
Si le calibre est plus petit que le courant normal, la protection déclenche alors que tout est normal.
Pourquoi In ≤ Iz ?
Si le calibre est plus grand que ce que le câble supporte, une surcharge peut chauffer le câble sans que la protection réagisse. L'isolant vieillit, fond, et peut provoquer un incendie.
Le mode de pose compte
Un même câble supporte plus de courant à l'air libre sur une échelle que noyé dans un mur isolant ou serré avec dix autres câbles dans une goulotte. Voir les cheminements.
Sur le terrain
Dans un commerce à Anderlecht, un circuit de prises en 2,5 mm² protégé par un disjoncteur 16 A déclenche souvent. Le commerçant demande un 25 A. L'électricien mesure le courant : 19 A quand le four à pizzas et la machine à café fonctionnent ensemble. Le câble 2,5 mm², dans sa pose, supporte environ 24 A (valeur d'exemple). Avec un 25 A, In > Iz : refusé. Dans un logement, le RGIE limite d'ailleurs la protection d'un 2,5 mm² à un disjoncteur de 20 A ou un fusible de 16 A. Solution : un nouveau circuit dédié au four, avec sa propre protection. On vérifie le résultat avec le calculateur Ib ≤ In ≤ Iz.
Erreurs fréquentes
- Augmenter le calibre d'un disjoncteur pour « régler » des déclenchements, sans changer le câble.
- Lire Iz dans la mauvaise colonne du tableau (mauvais mode de pose, mauvais nombre de conducteurs chargés).
- Oublier que la protection protège le câble le plus faible du circuit, y compris une rallonge fixe ou un tronçon ajouté.
- Choisir In exactement égal à Ib sans marge : la moindre surconsommation fait déclencher.
Niveau supérieur
L'essentiel
- Les conditions du RGIE (Livre 1, 4.4.3.2) : Ib ≤ In ≤ Iz, courant conventionnel de fonctionnement I2 ≤ 1,45 × Iz et courant conventionnel de non-fonctionnement Inf ≤ 1,15 × Iz.
- Disjoncteur : I2 ≈ 1,45 × In, la seconde condition est donc remplie dès que In ≤ Iz.
- Fusible gG (à partir de 16 A) : I2 ≈ 1,6 × In, d'où In ≤ ≈ 0,9 × Iz. En dessous de 16 A, le rapport I2 / In est plus élevé et la marge doit être plus grande.
- Iz corrigé = Iz tableau × k_température × k_groupement × (autres facteurs éventuels).
- La section retenue doit ensuite satisfaire la chute de tension et la protection contre les courts-circuits.
Approfondir
Les conditions du RGIE
Le RGIE (Livre 1, 4.4.3.2) impose : In ≥ Ib et In inférieur à Iz ; If (noté ici I2), courant qui provoque à coup sûr le déclenchement dans le temps conventionnel, ≤ 1,45 × Iz ; Inf, courant qui traverse la protection sans la faire déclencher, ≤ 1,15 × Iz. Le RGIE ne donne pas de tableau d'Iz : il se calcule selon les règles de l'art (4.4.1.4), en pratique avec les tableaux de la norme ou du fabricant. D'où, avec les valeurs des normes produits :
- Disjoncteur : I2 ≈ 1,45 × In. Si In ≤ Iz, alors I2 ≤ 1,45 × Iz : condition remplie.
- Fusible gG ≥ 16 A (appelé « gL » dans le RGIE) : I2 ≈ 1,6 × In. Il faut 1,6 × In ≤ 1,45 × Iz, soit In ≤ 0,906 × Iz, arrondi à In ≤ 0,9 × Iz.
- La condition Inf ≤ 1,15 × Iz est alors remplie aussi : Inf ≈ 1,13 × In pour un disjoncteur modulaire, ≈ 1,25 × In pour un gG à partir de 16 A (1,25 × 0,906 ≈ 1,13 ≤ 1,15).
Le tableau 4.11 : seulement pour le domestique
Pour les installations domestiques, le RGIE fixe directement le calibre maximal selon la section (tableau 4.11) :
| Section (mm²) | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fusible max (A) | 10 | 16 | 20 | 32 | 50 | 63 | 80 | 100 |
| Disjoncteur max (A) | 16 | 20 | 25 | 40 | 63 | 80 | 100 | 125 |
Ce tableau ne s'applique pas tel quel en tertiaire : on y vérifie Ib ≤ In ≤ Iz avec l'Iz réel du mode de pose. Il donne toutefois un ordre de grandeur utile.
Facteurs de correction
Les tableaux d'Iz (norme ou fabricant) donnent une valeur de base pour une méthode de référence, une température ambiante de référence et un circuit isolé. On corrige :
| Facteur | Cause | Effet |
|---|---|---|
| k_T | Température ambiante supérieure à la référence | Iz diminue |
| k_G | Plusieurs circuits chargés groupés | Iz diminue |
| Mode de pose | Encastré, sous conduit, en goulotte, sur échelle… | Choix de la colonne du tableau |
| Harmoniques | Neutre chargé en 3N 400 V | Neutre compté comme conducteur chargé, voire section augmentée |
Iz corrigé = Iz tableau × k_T × k_G. Les valeurs de facteurs se lisent dans les tableaux applicables au mode de pose réel ; ne les retenez pas de mémoire.
Démarche
- Calculer Ib.
- Choisir In normalisé tel que In ≥ Ib (et compatible avec les pointes de démarrage : courbe du disjoncteur).
- Calculer Iz requis : In / (k_T × k_G) pour un disjoncteur ; In / (0,9 × k_T × k_G) pour un fusible gG.
- Choisir dans le tableau la plus petite section dont Iz tableau ≥ Iz requis.
- Vérifier la chute de tension et le courant de court-circuit ; augmenter la section si nécessaire.
Exemple chiffré
Départ du TGBT vers le TD de bureaux du sujet précédent : Ib ≈ 48 A, 3N 400 V. Câble cuivre multiconducteur isolé XLPE, posé sur chemin de câbles perforé avec d'autres circuits. Hypothèses d'exemple : ambiance 40 °C (k_T = 0,91) et groupement k_G = 0,8, soit k = 0,728. Valeurs d'exemple tirées du tableau du fabricant / de la norme pour ce mode de pose : Iz = 75 A en 10 mm², 100 A en 16 mm².
Variante A — disjoncteur 50 A
- Ib = 48 A ≤ In = 50 A.
- Iz requis = 50 / 0,728 ≈ 68,7 A → 10 mm² (Iz tableau 75 A).
- Iz corrigé = 75 × 0,728 = 54,6 A ≥ 50 A. Contrôle I2 : 1,45 × 50 = 72,5 A ≤ 1,45 × 54,6 ≈ 79,2 A. Conforme.
Variante B — fusible gG 50 A
- Iz requis = 50 / (0,9 × 0,728) ≈ 76,3 A → 10 mm² (75 A) ne suffit pas.
- Contrôle direct en 10 mm² : I2 = 1,6 × 50 = 80 A > 1,45 × 54,6 ≈ 79,2 A. Non conforme.
- 16 mm² : Iz corrigé = 100 × 0,728 = 72,8 A ; 1,45 × 72,8 ≈ 105,6 A ≥ 80 A. Conforme.
Lecture : à calibre égal, le fusible gG demande ici une section supérieure. Contrôle Inf : variante A, 1,13 × 50 = 56,5 A ≤ 1,15 × 54,6 ≈ 62,8 A ; variante B en 16 mm², 1,25 × 50 = 62,5 A ≤ 1,15 × 72,8 ≈ 83,7 A. Comparaison : le tableau 4.11 (domestique) admettrait un fusible de 50 A ou un disjoncteur de 63 A sur du 10 mm² ; avec 40 °C et un groupement, le calcul montre qu'il faut descendre à 50 A en disjoncteur ou passer en 16 mm² avec un fusible. En tertiaire, c'est le calcul qui décide. Contrôlez avec le calculateur Ib ≤ In ≤ Iz, puis passez à la chute de tension.
Erreurs fréquentes
- Appliquer In ≤ Iz avec un fusible gG sans le facteur 0,9.
- Appliquer le tableau 4.11 du RGIE, prévu pour le domestique, à un circuit tertiaire déclassé par la température ou le groupement.
- Oublier un facteur de correction (température en faux plafond, groupement sur le chemin de câbles), notamment quand on ajoute des circuits sur un chemin existant.
- Choisir la section sur Ib au lieu de In : le câble n'est alors pas protégé jusqu'au calibre de la protection.
- Compter le neutre comme non chargé dans un circuit fortement chargé en harmoniques.